Монтаж реле времени

Цель работы.

Изучить типовые решения по применению реле времени в технологических процессах сельскохозяйственного производства, приобретение практических навыков монтажа реле времени.

Задачи работы.

1 Изучение классификации и устройства реле времени.

2.Использование реле времени в электрических схемах управления.

3.Монтаж реле времени и включение их в электрическую цепь.

Микропроцессорные программируемые реле времени предназначены для управления электроустановками, освещением и т.п. по устанавливаемой временной программе. Они могут включать/выключать потребителей в запрограммированное время по следующим циклам: суточному, недельному, по рабочим дням (понедельник–пятница), по выходным (суббота, воскресенье). В данной работе рассмотрим микропроцессорное реле времени типа УТ 24, выпускаемое российским производственным объединением «ОВЕН».

Универсальное двухканальное программируемое реле времени УТ24 предназначено для включения и выключения нагрузки по заранее заданной оператором программе. В зависимости от выбранного режима выполнения программы начинается либо по команде оператора либо при подаче питания на прибор. Прибор применяется в качестве таймера, устройства задержки включения или формирователя последовательности импульсов, длительность которых задается пользователем. Прибор может быть использован при выполнении технологических процессов, начало выполнения которых не связано с календарным временем.

Основные технические характеристики прибора УТ24 следующие:

Питание

Напряжение питания

– переменное - 130... 265 В

– постоянное - 180... 310 В

Потребляемая мощность - не более 4 ВА

Входы

Количество входов управления - 3

Напряжение низкого (активного) уровня на входах - от 0 до 4 В

Напряжение высокого уровня на входах - от 12 до 30 В

Характеристики таймеров

Количество таймеров - 2

Длительность временных интервалов - 0...99 ч 59 мин 59,9 с

Дискретность установки длительности временных интервалов - 0,1 с

Количество программируемых шагов в цикле - до 30

Количество циклов в программе - от 1 до 9999

или бесконечное

Время задержки начала выполнения программы - 0...9 ч 59 мин 59,9 с

Параметры встроенных выходных устройств

Максимальный ток, коммутируемый контактами реле – 8 А при напряжении 220 В.

Максимальный ток нагрузки транзисторной оптопары – 0,2 А при напряжении +50 В.

Характеристика корпусов и габаритные размеры

Тип корпуса – настенный – Н ( 130х105х65 мм), щитовой – Щ1 ( 96х96х70 мм), щитовой – Щ2 ( 96х48х100 мм)

Масса прибора – не более 1,0 кг.

Прибор предназначен для использования в следующих условиях:

допустимая температура воздуха, окружающего прибор - +1…+50 град.С,

относительная влажность – не более 80%.

Функциональная схема прибора приведена на рис.7.20 . Прибор имеет три входа для подключения управляющих сигналов, два независимых таймера для отсчета временных интервалов и селектор входов для коммутации входов прибора на входы таймеров. Каждый таймер имеет свое выходное устройство, которое в зависимости от модификации прибора может представлять собой либо реле, либо транзисторную оптопару, либо оптосимистор.

Рис. 7.20 Функциональная схема прибора УТ24

Таймеры Два независимых таймера прибора выполняют свою программу,

состоящую в выдаче на соответствующее выходное устройство повторяющейся заданное количество раз последовательности импульсов произвольной длительности, называемой циклом .

Количество циклов для каждого таймера задается в параметре «nX», который может принимать значения от 1 до 9999 или «CYCL». Если nX = 1 до 9999, то после выполнения соответствующего числа циклов таймер останавливается, оставляя выходное устройство в выключенном состоянии.

Если nX =CYCL, то таймер, не останавливаясь, до бесконечности повторяет выполнение заданной последовательности.

Параметр «tXon» задает время длительности импульса, в течение которого

выходное устройство должно быть включено.

Параметр «tXoF» задает длительность паузы, в течение которой выходное устройство должно быть выключено.

Каждый из тридцати шагов последовательности имеет свою пару параметров «tXon» и «tXoF», которая выбирается при программировании прибора параметром «SttX» (рис. 7.21).

Рис 7.21 Шаги программирования

Каждый цикл может содержать от одного до тридцати шагов, длительность каждого из которых задается параметрами «tXon» и «tXoF».

Количество шагов, которое должно быть выполнено в цикле, можно изменять. Для этого в приборе предусмотрен параметр «StnX». Например, если задать StnX=2, то таймер будет выполнять не все 30, а только первые два шага последовательности.

Сигналы управления таймерами

На каждый таймер подаются четыре сигнала: "ПУСК", "СТОП","БЛОКИРОВКА", "СТОП". Импульс "ПУСК" запускает выполнение программы с начала или с места установки. Поступление сигнала «Стоп» останавливает выполнение программы. При этом выходное устройство остается в том состоянии, в котором оно было в момент прихода сигнала "Стоп". Выполнение программы продолжается после поступления сигнала «Пуск», если отсутствует активный уровень на входе «Стоп».Сигнал «Блокировка» останавливает выполнение программы. При этом выходное устройство остается в том состоянии, в котором оно было в момент прихода сигнала. После снятия сигнала выполнение программы продолжится с момента остановки.

Сигнал «Сброс» прекращает выполнение программы и возвращает таймер в

исходное состояние.

Внешнее управление

Прибор имеет три входа для подключения внешних управляющих сигналов. К входам могут быть подключены:

– контакты кнопок, выключателей, герконов, реле и т.п. ;

– активные датчики, имеющие на выходе транзистор n-p-n–типа с открытым

коллекторным выходом. Для питания таких датчиков на клеммник прибора выведено напряжение +24...+30 В (максимальный ток нагрузки 100 мА) ;

– другие типы датчиков с выходным напряжением высокого уровня от 12 до 30 В и низкого уровня от 0 до 4 В. Входной ток при напряжении низкого уровня не превышает 15 мА.

Коммутацию входов прибора на входы таймеров выполняет селектор входов,

состояние которого определяется параметром «InP».

Раздельный запуск таймеров осуществляется по первому и второму входам

прибора соответственно при значениях «Inp»=1, 2 или 3. Третий вход прибора может быть подключен соответственно к входам «Сброс», «Блокировка» или «Стоп» одновременно обоих таймеров.

Одновременный запуск таймеров осуществляется по первому входу прибора при «Inp»=4, а одновременный сброс – по третьему входу при «Inp»=5.

Второй вход имеет назначение соответственно «Блокировка» или «Стоп».

Одновременный запуск таймеров при включении питания осуществляется при значении «Inp»=6 или 7, если на входах прибора отсутствует активный уровень сигналов «Сброс» или «Блокировка». При «Inp»=6 первые два входа предназначены для блокировки соответствующего таймера, а третий вход – для их одновременного «Сброса». При «Inp»=7 первые два входа предназначены для «Сброса» соответствующего таймера, а третий вход

– для их одновременной «Блокировки».

Сигнал «Пуск» для каждого таймера формируется селектором автоматически либо при подаче питания на прибор, либо после снятия активного уровня с входов «Сброс».

Контроль питания

В приборе предусмотрен контроль питания, благодаря которому производится запись текущих значений параметров выполняемой программы в энергонезависимую память. За контроль питания отвечает параметр «InIt». Если «InIt» = 0, то при восстановлении питания выполнение программы продолжается с того места, где оно было прервано. Если «InIt» = 1, то при восстановлении питания выполнение программы начинается с начала.

Режимы перезаписи таймеров

В приборе предусмотрена возможность задания различных условий перезапуска таймеров по окончании выполнения программы.

В зависимости от значения параметра «rESt» таймеры могут перезапускаться

совместно или поочередно, запуская друг друга в различных комбинациях.

При «rESt»=1 условия перезапуска отсутствуют, т.е. по окончании выполнения программы ожидается поступление внешнего управляющего сигнала.

При «rESt»=2 оба таймера перезапустятся после окончания выполнения

программы первого таймера.

Типы выходных устройств

Выходные устройства управления, подключенные к выходам таймеров, могут быть выполнены в виде реле, транзисторной оптопары или оптосимистора. Они используются для управления (включения/выключения) нагрузкой

либо непосредственно, либо через более мощные управляющие элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.

Транзисторная оптопара применяется, как правило, для управления низковольтным реле (до 50 В).

Во избежание выхода из строя транзистора из-за большого тока самоиндукции, параллельно обмотке реле необходимо устанавливать диод VD1 (типа КД103 или аналогичный).

Второй канал прибора имеет дублирующий выход – транзисторную оптопару для управления другими подобными приборами (например, такими же таймерами, счетчиками и т.д.).

Устройство прибора

Прибор изготавливают в пластмассовых корпусах, предназначенных для

щитового или настенного крепления. Эскизы корпусов с габаритными и установочными размерами приведены на рис 7.22.

Рис 7.22 Габаритные размеры прибора УТ24

Все элементы прибора размещены на двух печатных платах. На одной плате

расположена клавиатура управления прибором, цифровой индикатор и светодиоды. На другой – блок питания и присоединительный клеммник. Для установки прибора в щит в комплекте поставки прилагаются крепежные элементы.

Клеммник для подсоединения внешних связей у приборов щитового крепления находится на задней стенке. В приборах настенного крепления он расположен внутри прибора, а в отверстиях подвода внешних связей установлены резиновые уплотнители.

На рис. 7.23 приведен внешний вид лицевой панели прибора УТ24 для корпусов настенного и щитового (Щ1) крепления.

Рис 7.23 Внешний вид лицевой панели прибора Ут24

На панели прибора представлены элементы управления и индикации.

Четырехразрядный цифровой индикатор служит для отображения отсчета

временных интервалов либо функциональных параметров прибора.

Восемь светодиодов красного свечения сигнализируют о состоянии выходных устройств и указывают какая информация в данный момент выводится на цифровой индикатор прибора:

«1кан» – на цифровом индикаторе отображается информация о состоянии

1-ого таймера;

«2кан» – на цифровом индикаторе отображается информация о состоянии

2-ого таймера;

цикл - на цифровом индикаторе отображается количество оставшихся

до конца программы циклов;

«шаг» – на цифровом индикаторе отображается количество оставшихся

до конца цикла шагов;

«мин» – на цифровом индикаторе в старшем разряде отображаются минуты,

т.е. показания имеют вид [ММ.СС] или [М.СС.Д];

«час» – на цифровом индикаторе в старшем разряде отображаются часы,

т.е. показания имеют вид [ЧЧ.ММ] или [Ч.ММ.С];

«Вых1» – включено выходное устройство первого таймера;

«Вых2» – включено выходное устройство второго таймера.

Кнопка предназначена для входа в режим просмотра и установки рабочих параметров, для перехода к установке значения параметра после его выбора,а также для записи нового установленного значения в энергонезависимую память прибора и выхода в режим РАБОТА.

Кнопка предназначена:

– в режиме РАБОТА – для переключения индикации с первого таймера на второй и обратно;

– в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ – для выбора параметра из списка и

увеличения его значения.

Кнопка предназначена:

– в режиме РАБОТА для переключения формата выводимых на цифровой

индикатор значений временных интервалов, а также для просмотра числа

шагов, оставшихся до конца цикла, и количества циклов, оставшихся до конца программы.

→[ЧЧ.ММ] →[Ч.ММ.С] →[ММ.СС] →[М.СС.Д] →[шаг] →3.2.3.1. Четырехразрядный цифровой светодиодный индикатор отображает по выбору пользователя:

– либо обратный отсчет времени;

– либо оставшееся до конца выполнения программы число циклов;

– либо оставшееся до окончания цикла число шагов.

Для выбора выводимой на индикатор информации служит параметр «IndX».

При отображении временных интервалов в нем задается удобная для пользователя размерность времени

Меры безопасности

По способу защиты от поражения электрическим током прибор соответствует классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75.

В приборе используется опасное для жизни напряжение. При устранении неисправностей и техническом обслуживании необходимо отключить прибор и подключенные к нему устройства от сети.

Не допускается попадание влаги на выходные контакты клеммника и внутренние электроэлементы прибора. Запрещается использование прибора в агрессивных средах с содержанием в атмосфере кислот, щелочей, масел и т. п.

Подключение, регулировка и техническое обслуживание прибора должны производиться только квалифицированными специалистами, изучившими руководство по эксплуатации. При эксплуатации и техническом обслуживании необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

В связи с наличием на клеммнике опасного для жизни напряжения приборы, изготовленные в корпусах щитового крепления (модификации УТ24-Щ1 и Щ2), должны устанавливаться в щитах управления, доступных только квалифицированным специалистам.

Монтаж прибора

Используя входящие в комплект поставки монтажные элементы крепления, установить прибор на штатное место и закрепить его. Габаритные и присоединительные размеры приборов, выполненных в различных вариантах корпусов, приведены в рис 7.24. Проложить линии связи, предназначенные для управляющих сигналов, соединения прибора с сетью питания и исполнительными механизмами. При выполнении монтажных работ необходимо применять только стандартный инструмент.

Подготовить и проложить кабели для соединения УТ24 с внешним оборудованием и источником питания 220 В 50 Гц. Рекомендуется использовать кабели с медными многопроволочными жилами, концы которых перед подключением следует тщательно зачистить. Сечение жил кабелей не должно превышать 1 мм2. В корпусах настенного крепления конические части уплотняющих втулок срезать таким образом, чтобы втулка плотно прилегала к поверхности кабеля.

Примечание: 1. Кабельные вводы прибора рассчитаны на подключение кабелей с наружным диаметром 6...12 мм.

2. Для уменьшения трения между резиновой поверхностью втулки и кабеля рекомендуется применять тальк, крахмал и т.д.

На работу прибора могут влиять следующие внешние помехи:

– помехи, возникающие под действием электромагнитных полей

(электромагнитные помехи);

– помехи, возникающие в питающей сети.

Для уменьшения влияния электромагнитных помех необходимо выполнять следующие рекомендации. При прокладке сигнальных линий, в том числе линий "прибор – датчик", их длину следует по возможности уменьшать и выделять их в самостоятельную трассу (или несколько трасс), отделенную(ых) от силовых кабелей.

Обеспечить надежное экранирование сигнальных линий. Экраны следует электрически изолировать от внешнего оборудования на протяжении всей трассы и подсоединять к клемме прибора "Общая". При отсутствии возможности изоляции по всей трассе или клеммы "Общая" экран подсоединяют к общей точке заземления системы, например, к заземленному контакту щита управления.

Прибор следует устанавливать в металлическом шкафу, внутри которого не должно быть установлено никакого силового оборудования. Корпус шкафа должен быть заземлен.

Для уменьшения помех, возникающих в питающей сети, следует выполнять следующие рекомендации.

Подключать прибор к питающей сети отдельно от силового оборудования. При монтаже системы, в которой работает прибор, следует учитывать правила организации эффективного заземления:

– все заземляющие линии прокладывать по схеме "звезда", при этом необходимо обеспечить хороший контакт с заземляемым элементом;

– все заземляющие цепи должны быть выполнены как можно более толстыми

проводами;

– запрещается объединять клемму прибора с маркировкой "Общая" с заземляющими линиями.

Подготовка прибора к работе

Подключение прибора к сети питания и исполнительным устройствам

производится по схеме, приведенной на рис.7.24.

Рис 7.24 Схема подключения реле времени ( УТ24)

После подключения всех необходимых связей подать на прибор питание. На цифровом индикаторе отобразится значение длительности обрабатываемого интервала.

Режимы работы прибора

Прибор функционирует в одном из режимов: РАБОТА или ПРОГРАММИРОВАНИЕ. Режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ предназначен для задания и записи в энергонезависимую память прибора требуемых при эксплуатации рабочих параметров. Заданные значения сохраняются в памяти прибора при выключении питания. При входе в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ выходные устройства переводятся в состояние ВЫКЛЮЧЕНО.

Режим РАБОТА является основным эксплуатационным режимом, в который прибор автоматически переходит при включении питания. В этом режиме УТ24 производит опрос входов и выполняет ранее заданные программы по управлению выходными устройствами.

Полный перечень и описание параметров приведены в таблице 7.6, а порядок программирования показан на рис.7.25.

Таблица 7.6

Рис 7.25 Порядок программирования

Программирование

Для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ нужно нажать и удерживать кнопкудо появления на цифровом индикаторе горизонтальных прочерков. Пользуясь кнопкамииустановить код полного доступа «77» и нажать кнопку. В параметре «Cn» установить номер таймера, параметры которого требуется изменить. При помощи кнопокии выбрать нужный параметр и нажать кнопкудля задания его значения. Установить требуемое значение и вновь нажать кнопку для возврата в меню параметров. Если для изменения выбран параметр «tXon», «tXoF», «tXdL», «dXon» или «dXoF», то на цифровом индикаторе его значение отобразится в виде «ЧЧ.ММ». Мигание индикатора «ЧЧ » сообщает о готовности к изменению значения. Если значение десятков

часов равно нулю, то старший разряд цифрового индикатора будет погашен. Установить требуемое значение кнопкой в диапазоне от 0 до 99 часов и нажмите кнопку, что приведет к переключению на установку минут. При этом замигает индикатор «ММ». Установка значения производится в диапазоне от 00 до 59 минут кнопкой. Нажать кнопку. Информация на индикаторе будет представлена в виде «М.СС.Д». При этом в мигающих разрядах кнопкойможно произвести установку значения секунд в диапазоне от 00 до 59.

Нажать кнопкуи выполнить установку десятых долей секунды в диапазоне от 0 до 9. При изменении значений параметров «dXon» и «dXoF», информация на индикаторе отображается в виде «.Ч.ММ» или «-.Ч.ММ». Мигающая в старшем разряде точка говорит о готовности изменения знака. Диапазон задания значения часов лежит в пределах от 0 до 9.

При задании значения параметров «nX», «IndX», «InP», «rESt», «SEC», «Cn», «InIt», «SttX» и «StnX» кнопкаиспользуется для увеличения, а кнопка– для уменьшения задаваемого значения.

Для защиты от несанкционированного изменения параметров в приборе

предусмотрен параметр «SEC». При «SEC»=1 доступ в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ возможен только через код доступа «77». При этом разрешен просмотр значений параметров «tXon» и «tXoF» без остановки работы таймеров. При «SEC»=0 прибор переходит в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ без набора кода, но позволяет изменять только значения параметров «tXon» и «tXoF». Набор кода "77" при любом значении параметра «SEC» разрешает доступ к изменению значения любого параметра прибора.

Для коррекции точности отсчета в приборе предусмотрен параметр «Corr».

Заводская уставка Corr=100. Уменьшая или увеличивая значение этого параметра в пределах от 0 до 200, можно соответственно уменьшать и увеличивать скорость хода часов. При изменении значения параметра «Corr» на одну единицу скорость хода изменяется примерно на 0,7 с в сутки.

Режим РАБОТА

В режиме РАБОТА оператор может осуществлять визуальный контроль за

работой выходных устройств по светодиодам «вых.1» и «вых.2», расположенным на передней панели прибора. Засветка светодиода сигнализирует о переводе соответствующего выходного устройства в состояние «включено», а погасание – в состояние «выключено».

В режиме РАБОТА, при «SEC»=1 возможен просмотр ранее заданных уставок «tXon» и «tXoF» без прекращения выполнения программы. Для этого нужно:

– кнопками ипереключить режим индикации так, чтобы на индикаторе появилась информация о состоянии того таймера, параметры которого необходимо проверить;

– нажать и удерживать кнопкудо появления на индикаторе горизонтальных прочерков;

– еще раз нажать и отпустить кнопку;

– после появления на индикаторе символов «SttX» выбрать номер шага и нажать;

– кнопками ивыбрать параметр, значение которого нужно вывести на индикатор и нажать кнопку.

Для возврата в исходное состояние выбрать параметр «Out».

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с конструкцией реле времени, имеющихся в лаборатории.

2.Составить электрическую схему включения светильника ПСХ-60, пускателя и реле времени УТ24 с задержкой включения на 30 сек.

3. На стенде собрать электрическую схему включения реле времени совместно с автоматическим включателем, пускателем и светильником ПСХ-60.

4. Подать напряжение на схему управления и запустить ее в работу

6. Обесточить стенд, убедиться в отсутствии напряжения, разобрать схему управления.

Содержание отчета

1. Классификация и конструкция реле времени.

2.Требования к монтажу реле времени.

3. Схема подключения реле времени в электрическую схему.

Контрольные вопросы

1. Использование реле времени в управлении технологическими процессами.

2. Классификация реле времени.

3. Принцип работы и настройки реле времени типа УТ24 .

4. Подключение реле времени в электрическую схему.